项目

C-饼干动力：调节器和撬棍电路的装配和测试

2016年5月31日经过帕特里克·劳埃德

继续C-BISCUIT系列，本文概述了如何使用热风返工站和其他各种电子工具填充和测试前一篇文章中设计的表面贴装pcb。雷竞技最新app

C-饼干系列

介绍

今天，我们在理论和实践的十字路口相遇，将我们设计的5V调节器和撬棍电路放在一起并进行测试本文。我们将介绍SMD焊接的一些实际方面，以及您需要注意的一些“陷阱”。在本教程中，我使用了以下工具和材料:

Oshpark.PCB和BOM的零件（找到设计文件这里（。压缩））

调节器PCB.

撬棍PCB（顶/底）

额外工具和材料

使用上面列出的确切工具并不至关重要。其中一些非常昂贵，我有几个通过工作提供。有些东西有更便宜的替代品来自Adafruit的这种显微镜或者来自Digilent的USB示波器。最重要的工具是热空气返工站和焊膏注射器。另一个非常有用的SMD返工工具是一个工业热板。这使您可以将整个电路板达到一致的温度，以便您不必将过热放入电路板顶部的组件中。

填充多氯联苯

OSHPark的董事会被要求提供一种新的选择那就是双厚FR4（0.8mm），双厚度（2盎司。/ 70um）铜。这允许更好的热和重量特性，但增加顶部和底层之间的电容。

半厚PCB与常规厚度相比

第一阶的业务是使用焊料注射器在每个表面安装垫上放置焊料的多款。电阻和电容器非常简单，但在电压调节器上，电感器和DPACK二极管焊盘的焊料比可能是必要的。我的理由是这样的，因为这些组件设计了散热，因此与顶部铜层具有固体热连接至关重要。LM25576的焊盘上的焊膏不一定是完美的，并且可以将焊盘重叠一下。整个想法是焊料的表面张力将导致它粘在最近的垫和引线上，远离焊接掩模。

接下来，使用示意图监管机构和撬棍和布局文件，小心地将表面贴装组件放在正确的垫上，额外地注意IC和电容极性。一旦检查（并仔细检查）一切都是正确的，就到位，继续前进到使用热空气回流站将碎片焊接到位。

充满热空气

这是一个推荐的回流烘箱温度曲线，用于上面列出的特定类型的焊膏：

这个想法是让一切达到大约150℃，然后在短时间内将温度提高到大约200摄氏度。时间可能有点棘手（这使得回流烤箱哦，这么好！）但是对于这些一次性的电路板，我们可以提供一些温度宽大。请记住，董事会的许多部件专门设计为散热器，这就是为什么预热一切都对于使一切妥善回流是重要的。这是可选的热板可以用方便的地方。

在我的情况下，我设法不平等地加热一个调节器板，导致两个电容“墓碑”，在那里它坐在笔直的pad像这样:

与连接二极管的迹线相比，连接LM25576至C9的迹线非常薄。这导致焊料首先在小迹线的垫上熔化，并且表面张力将电容器拉入其直立位置。虽然令人讨厌，但在下一节中可以用手握住此错误。

注意:我的DigiKey订单出现了一个问题，不是22uF的陶瓷输出电容，而是一批0.22uF的电容。我留下了这些部分在此期间，而我得到更多，但它可能影响电压纹波在测试期间。

修复错误和手工焊接其他组件

现在是时候打破烙铁-既要纠正错误，又要添加其余通孔组件。我比较有问题的领域之一是对LM25576的微调引导。的一些痕迹在印刷电路板上的芯片连接在一起,允许更高的电流,所以如果一些转让的焊针使桥梁(见针17、18和19在上图)但在其他别针,这可能意味着让魔术烟当驱动。使用拆焊芯和少量焊料来除去短裤，如果有的话。

现在是通孔组件。螺钉端子和保险丝座除了需要牢固的电气连接外，还需要牢固的机械连接，以承受保险丝的更换和插头线的更换。

注意:从撬棍的布局来看，保险丝夹好像放反了。为了使保险丝在板的轮廓，我把保险丝夹附在板的对面。这就需要把LED也放在电路板的另一边。

一旦一切焊接，你应该有一些看起来像这样的牌：

测试

所以董事会看起来很好，但如果它不符合规格，这一切都没有任何东西。正如旧谚语所说：“证明在布丁中。

参赛者＃1：5V 3A降压调节器

首先，我们需要使用台式电源和示波器测试开路输出电压。多电表可以足以进行直流测量，但它不会向您显示任何暂行的属性，如上升时间或电压纹波。但是，我确实发现万用表对于当前测量非常有用。对于示波器的电流探头是理想的，但不幸的是，我没有可用。

打开台式电源10 13.3V（以上我们期望完整的电池充电），输出波形看起来像这样：

5V输出，带120mV纹波，无负载

到目前为止如此良好，因为没有什么是着火，但是对于5V轨道（即2.4％），120mV峰峰值电压纹波有点高。这评估委员会文件（PDF）演示的输出纹波小于50mV。让我们看看它在〜3A负载下看起来像什么：

5V输出，3A负载240mV纹波

涟漪双倍，但仍然在满载下的5％以内（4.8％）。希望陶瓷帽的低ESR将在进来时减轻其中一些。在里面Wandboard示意图（PDF）它显示了几种LDO线性调节器，它用于实际为处理器提供电源。5V轨道使用HDMI和USB等外设使用更多。如果它导致问题，我将修改设计，以便在输出上包含5V LDO，只需要吃一些纹波。

2号选手:铁棍

撬棍是我们的最后一系列防线，防止过电压和过流的条件。重要的是，电路板上的TRIAC的触发电压设置为在切断之前不会损坏羽棒处理器或附加IC的水平。5V轨实际上仅用于供电USB和连接到羽棒板的HDMI器件 - 处理器本身通过进一步调节连接到各种其他低压轨道。电路板上的配电开关连接到5V轨道TPS2065（PDF）和TPS2061（PDF）将绝对最大电压设置为6.0V。板载3.3V调节器，AME8816(PDF)，有更高的最大8.0V。这意味着我们绝对不应该让撬棍电路超过6.0V的风险损坏其他组件。

接通电源、可变功率电阻和示波器后，我慢慢增加电压，直到设备跳闸。输出波形如下所示:

从示波器上看，它在6。0v的电压下跳动。如果跳闸电压接近5.8V，这将有助于我晚上睡得更好，但这可以很容易地通过调整撬棍触发器上的分压器调整。不过，这对于我们的应用程序是可以接受的。

结论

随着两个硬件子项目的完成，我们可以用电池为电路板供电，现在我们可以专注于为C-BISCUIT开发软件和移动平台。接下来的步骤让Linux在Wandboard上运行，是安装罗斯实现远程通信，模拟机器人在凉亭，设计/建立机动框架以移动陆地版本。在接下来的几周内保持调整。直到下一次，快乐的黑客攻击。

系列的下一篇文章:C-BISCUIT:监控你的机器人的健康